氮及其氧化物 高三化学一轮复习

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 非金属及其化合物,第四节 氮及其氧化物,教学目标,1.,根据氮族元素在周期表的,位置及结构,特点，掌握该族元素的非金属性及其重要性质的,递变规律,，并和相邻的,氧族、卤素进行比较,。,2.,理解,氮分子结构,特点，掌握氮气的性质和用途。,3.,根据氨分子的结构特点，掌握,氨的性质、制法、用途,，掌握,铵盐的特性和检验方法,。,4.,比较并掌握氮的两种重要氧化物,NO,和,NO,2,的性质。,5.,掌握,硝酸,的重要性质和用途，工业上,氨的催化氧化法制硝酸的原理,，了解硝酸工业,尾气的吸收,。,问题,1,：,氮族元素的原子结构有什么特点？它们分别在周期表中的位置？,一、氮族元素非金属性递变规律及单质的物理性质的递变规律,问题,2,：,氮族元素的非金属性递变规律及单质的物理性质变化规律是怎样的？,2,、氮族元素的非金属性递变规律及单质的物理性质变化规律,通,式,RH,3,通,式,HRO,3,或,H,3,RO,4,电子式为,，,结构式为,，,氮氮叁键的键能高达,，,键能,，分子结构,，化学性质,。,物理性质,纯净的,N,2,是一种无色无味的气体，,难溶于水，在空气中约占总体积的78%。,二、氮气,结构,N N,946,kJmol,1,大,稳定,不活泼,与活泼金属反应：,N,2,3Mg,Mg,3,N,2,常温下，,N,2,的化学性质很,，可代替稀有气体做,，但在,、,、,、等条件下，,N,2,能与,等发生化学反应。,与,H,2,反应：,N,2,3H,2,2,NH,3,化学性质,Mg,3,N,2,6H,2,O3Mg（OH）,2,2NH,3,不活泼,保护气,高温,放电,点燃,H,2,、O,2,、Mg,与,O,2,反应：,N,2,O,2,2,NO,放电或高温,工业合成氨,猜想：,N,2,可能有什么化学性质？,（,1,）氧化性：,（,2,）还原性：,【,问题,1】,用化学方程式表示“雷雨发庄稼”的化学反应原理。,N,2,O,2,2NO,2NO,O,2,2NO,2,3NO,2,H,2,O,2HNO,3,NO,HNO,3,再与土壤生成可溶性盐，被植物吸收。,放电,思考：工业如何制,N,2,？,它有什么重要用途？,什么叫氮固定？,3,、制法、用途与氮的固定,(4),氮的固定,将空气中,游离的氮气,转变为,氮的化合物,的方法，统称为氮的固定。,【,途径,】,生物固氮,自然固氮,豆科植物根瘤菌将,N,2,转化为化合态氮,工业固氮,“雷雨发庄稼”,合成氨,分离空气制,N,2,自然固氮：自然界把游离态氮转化为化合态氮。,人工固氮：用人工的方法把游离态氮转化为化合态氮。,三、氮的重要氧化物,NO,、,NO,2,无色，刺激性气味，难溶于水，有毒（机理同,CO,）,红棕色，刺激性气味，易溶 于水，有毒,化学性质,物理 性质,NO,NO,2,（,1,）与,O,2,反应：,2NO+O,2,=2NO,2,无色变红棕色,（,1,）与,H,2,O,反应：,3NO,2,+H,2,O=2HNO,3,+,2NO,红棕色褪去,（,3,）与碱溶液反应：,NO+NO,2,+2NaOH=2NaNO,2,+H,2,O,2NO,2,+2NaOH=NaNO,3,+NaNO,2,+H,2,O,思考：氮有哪些重要的氧化物？有什么重要的性质？,（,3,）转化成,N,2,O,4,：,2NO,2,=N,2,O,4,（,2,）与水、,O,2,反应：,4NO+3O,2,+2H,2,O=4HNO,3,（,2,）与水、,O,2,反应：,4NO,2,+O,2,+2H,2,O=4HNO,3,氮的氧化物,NO,2,NO,H,2,O,或,SO,2,O,2,N,2,O,4,N,2,O,NO,N,2,O,3,NO,2,N,2,O,4,N,2,O,5,价态,+1,+2,+3,+4,+4,+5,颜色,毒性,水溶性,与,O,2,是否共存,相互,转化,无色,红棕色,无色,有毒,不溶,2,NOO,2,2NO,2,生成,亚硝酸,3,NO,2,H,2,O2HNO,3,NO,生成,硝酸,能,不溶,【,小结,】,（3）NO,2,是一种,色的,水且与水反应的气体，,强，能氧化,SO,2,，,能使湿润的,KI,淀粉试纸变蓝。,（2）,NO,是一种,色,水较强的,气,体，易被,O,2,氧化成,NO,2,。,（1）,N,2,O,3,和,N,2,O,5,分别是,和,的酸酐。,HNO,2,HNO,3,无,难溶于,还原性,红棕,易溶于,氧化性,科学探究,1.,给你一试管,NO,2,，要求尽可能多使,NO,2,被水吸收,2.,你的设计对工业上生产硝酸有何启示？,4NO,2,+O,2,+2H,2,O=4HNO,3,【例,1】,鉴别,NO,2,和溴蒸气,可选用的试剂是(,),A.,淀粉碘化钾溶液,B.,蒸馏水,C.NaOH,溶液,D.AgNO,3,溶液,BD,【例,2】,（,07,江苏）三聚氰酸,C,3,N,3,(OH),3,可用于消除汽车尾气中的,NO,2,。其反应原理为：,C,3,N,3,(OH),3,3HNCO,；,8HNCO+6NO,2,7N,2,+8CO,2,+4H,2,O,下列说法正确的是 （）,A,C,3,N,3,(OH),3,与,HNCO,为同一物质,B,HNCO,是一种很强的氧化剂,C,1 molNO,2,在反应中转移的电子为,4mol,D,反应中,NO,2,是还原剂,C,【例,3】,NO,分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量的,NO,在生物体内许多组织中存在，它有,扩张血管、免疫、增强记忆的功能,，而成为当前生命科学的研究热点。,NO,亦被称为“明星分子”，试回答下列问题：,（1）,NO,对环境的危害在于,（填以下项目的编号）,A.,破坏臭氧层,B.,高温下能使一些金属被氧化,C.,造成酸雨,D.,与人体血红蛋白结合,（2）在含,Cu,+,离子酶活化中心中，亚硝酸根离子可转化为,NO，,写出,Cu,+,和亚硝根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式,。,Cu,+,+NO,2,+2H,+,=Cu,2+,+NO,+H,2,O,AC,（3）在常温下，将,NO,气体压缩到1.0110,7,Pa，,在一个体积固定的容器里加热到50。发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强2/3就不再改变，已知其中一种产物为,N,2,O，,写出上述变化的化学方程式。,（4）解释（3）中为什么最后的气体总压强,小于,原压强的2/3？,3,NO=N,2,O+NO,2,存在平衡2,NO,2,N,2,O,4,。,注意：,通常“纯净”的,NO,2,或,N,2,O,4,并不纯，因为在常温、常压下能发生反应 2,NO,2,N,2,O,4,所以涉及,NO,2,气体的颜色深浅、压强、密度等问题时要考虑此反应。,氮的氧化物溶于水的计算,NO,2,溶于水：,NO,2,和,O,2,的混合气体溶于水：,V（NO,2,）:V（O,2,）,4:1，NO,2,过量，剩余气体为,NO,4:1，O,2,过量，剩余气体为,O,2,4:1，恰好完全反应,3,NO,2,H,2,O2HNO,3,NO,4,NO,2,O,2,2H,2,O4HNO,3,NO,和,O,2,同时通入水中：,NO、NO,2,、O,2,三种混合气体通入水中：,V（NO）:V（O,2,）,4:3恰好完全反应,4:3,剩余,NO,4:3,剩余,O,2,4,NO3O,2,2H,2,O4HNO,3,把,NO,2,折算成,NO,的体积，再按进行计算,【例,4】,将盛有12,mL,NO,2,和,O,2,的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2,mL,无色气体，则原混合气体中,O,2,的体积是（）,A1.2mL B2.4mL C3.6mL D4mL,AD,拓展：喷泉问题有关浓度的计算,【例,5】,相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的,NH,3,、HCl、NO,2,气体，然后按上述顺序分别用水作喷泉实验。实验结束后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为 （,）,A3:3:2 B2:2:3,C1:1:1D,无法比较,C,【例,6】,若用碱液吸收法处理尾气。将含有,NO、NO,2,的废气通入,NaOH,溶液中，,NO、NO,2,转化为,NaNO,3,、NaNO,2,而被吸收，消除了污染。,2,NO,2,2NaOH=NaNO,3,NaNO,2,H,2,O,NONO,2,2NaOH=2NaNO,2,十,H,2,O,下列气体中不可能完全被过量,NaOH,溶液吸收的是(,),A.1mol O,2,与4,mol NO,2,B.4mol NO,与1,mol NO,2,C.1mol O,2,与4,mol NO D.1mol NO,与4,mol NO,2,B,条件：,v(NO,2,),V(NO),练习,1,：,(01,上海理综,21),金属加工后的废切削液中含,2,5%,的,NaNO,2,，,它是一种环境污染物。人们用,NH,4,Cl,溶液来处理此废切削液，使,NaNO,2,转化为无毒物质。该反应分两步进行：第一步：,NaNO,2,NH,4,ClNaCl,NH,4,NO,2,第二步：,NH,4,NO,2,N,2,2H,2,O,对第二步反应的叙述中正确的是,(),NH,4,NO,2,是氧化剂,NH,4,NO,2,是还原剂,NH,4,NO,2,发生了分解反应只有氮元素的化合价发生了变化,NH,4,NO,2,既是氧化剂又是还原剂,A.B.C.D.,D,练习,2,：,将一盛满等体积,NO,和,NO,2,混合气体的试管，倒置于水槽中，片刻后水面上升的高度为试管容积的,A 2/3 B1/2C5/6D1/3,D,【例,7】A、D,金属单质，,B,在常温常压下为无色液体，,G,为不溶于水但可溶于酸的白色固体；,I,为无色气体且能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；,L,为无色气体，遇空气变为红棕色。,请回答：,（1）构成单质,D,的元素在元素周期表中,处于,周期,族。,四,VIII,（2）,I,物质的熔点、沸点反常的原因是,，,F,物质的电子式为,；,它们的晶体类型分别是,、,。,（3）写出下列反应的化学方程式：,。,。,I,物质（,NH,3,）,分子之间存在着氢键的作用,分子晶体,离子晶体,Mg,3,N,2,+6H,2,O=3Mg(OH),2,+2NH,3,3,Fe+4H,2,O =Fe,3,O,4,+4H,2,高温,氨氧化法制硝酸,【,工业制法,】,工业制法原料,:NH,3,水,空气,.,设备,:,氧化炉,吸收塔,.,硝酸的工业制法历史上曾用智利硝石（,NaNO,3,）与浓硫酸共热制取。现改用,氨氧化法制取，,其法以氨和空气为原料，用,Pt,Rh,合金网为催化剂,在氧化炉中于,800,进行氧化反应，生成的,NO,在冷却时与,O,2,生,NO,2,，,NO,2,在吸收塔内用水吸收在过量空气中,O,2,的作用下转化为硝酸，最高浓度可达,50,。制浓硝酸则把,50,HNO,3,与,MgNO,3,2,或浓,H,2,SO,4,蒸馏而得。,主要反应为：,4NH,3,+5O,2,=4NO+6H,2,O,氧化炉中,；,2NO+O,2,=2NO,2,冷却器中,；,3NO,2,+H,2,O=2HNO,3,+NO,吸收塔,；,4NO,2,+O,2,+2H,2,O=4HNO,3,吸收塔,。,从塔底流出的硝酸含量仅达,50%,不能直接用于军工,染料等工业,必须将其制成,98%,以上的浓硝酸,.,浓缩的方法主要是将稀硝酸与浓硫酸或硝酸镁混合后,在较低温度下蒸馏而得到浓硝酸,浓硫酸或硝酸镁在处理后再用,.,